王红燕
摘 要:课堂是培养学生核心素养的主阵地.在进行课堂教学设计之初,先明确基于核心素养的教学目标,在目标指引下设计能让学生展开探究和实践的有效活动任务,更有利于学生理解核心知识,建立恰当的物理观念,发展科学思维,养成严谨的学习习惯.
关键词:核心素养目标;摩擦起电;任务
中图分类号:G633.7 文献标识码:B 文章编号:1008-4134(2021)12-0037-03
物理核心素养包含物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任,要围绕培养学生的核心素养进行教学,必须以学生的发展为中心.我们传授的知识、技能、方法,培养能力的方向及价值导向,都应该为学生的发展服务.课堂是培养学生核心素养的主阵地,如何在课堂上围绕核心素养开展教学,很多一线教师都很迷茫.可以尝试在进行教学设计时、在确定教学目标时就将目标根据核心素养分解定位,然后进一步设计教学过程中的学习任务.本文以浙教版科学八年级第四章第一节“电荷与电流”第一课时为例,谈谈核心素养目标下的课堂学习任务设计的实践探索.
1 分析教材与学情
“电荷与电流”一课是浙教版初中科学教材的内容,第一课时教学内容包含摩擦起电、两种电荷的相互作用,从物质微观结构的角度,认识物体带电的本质,了解使物体带电的方法及物体间相互作用规律.教材顺序如图1所示,作为初中电学起始课,为电流的形成以及后续电学的学习奠定基础.
从认知结构上看,摩擦起电是人类最早发现的电现象,学生是容易理解的,学生也能够说出一些生活中的摩擦起电现象.学生知道自然界中有两种电荷,但是不知道为什么有两种电荷?怎么证明有两种电荷?以往的学习学生只是记住,而不能理解本质.古人探究电荷间相互作用规律的目的其实是为了给电荷分类.如何设计现象直观的实验来证明自然界电荷有两种?借助于实验引导学生分析现象,学会归纳.怎样使学生从感性的现象上升到理性的本质分析?在此从原子结构的基础上做本质上分析,使学生体会从现象到本质的学习过程.在教学过程中要通过对“摩擦起电”现象的分析,使学生合理推测电荷可能守恒,从而初步建立对电荷的认识.
2 确立基于核心素养的教学目标
针对本课时内容和学情分析,从核心素养的角度对教学目标进行界定,见表1.
3 根据目标分步设计学习任务
确立目标后,根据目标分解,将教学的各个环节进行具体的分步设计,教学流程设计如图2所示.
4 任务驱动下的课堂实践
情境引入:支架上放着一根PVC管,老师表演“气功”,隔空推动管子.
问:老师真的会气功吗?同学们想不想试试?让一位学生上台试试.学生却不行.
师:既然不是老师会气功,那是什么原因呢?引導学生分析管子的运动状态,为什么管子能由静止到运动?(是因为受到了力的作用)那么力从何而来?
教师指导学生演示:毛巾摩擦后PVC管放在支架上,再隔空推,成功了.然后用PVC管吸引小纸片.这是一种什么现象?引入摩擦起电.
设计意图:物体经摩擦后带电形成静电.静电看不到,但可以通过观察吸引轻小物体这一现象进行观察,这就是科学探究中经常用到的转换思想.在这里渗透科学方法,科学方法是落实学生核心素养的重要策略.在物理概念、规律和实验的教学中,渗透科学方法教育,可帮助学生逐步建立物理观念,提升物理思维品质,形成科学态度和价值观.
任务一 观现象
引入科学史1:公元前600年,希腊的哲学家泰勒斯曾记录,在摩擦猫毛与琥珀以后,琥珀会吸引像羽毛一类的轻微物体,假若摩擦时间够久,甚至会有火花出现.之后很长时间,人们都认为这是琥珀之类的物质本身就具有这样的特性,你同意这一观点吗?为什么?
设计意图:让学生对古人原有的想法提出质疑——不仅仅琥珀和PVC管有这样的性质,其他很多物体都有.学生对古人原有的观点,进行质疑和批判、检验和修正,进而提出创造性见解和方案,培养学生质疑和创新精神,渗透科学思维.
学生活动:利用身边的物体来摩擦起电,感受并观察静电现象.
任务二 寻规律
提出问题:科学研究发现,绝大多数物体摩擦后都可能带电,那么他们所带的电都是一样的吗?如果不一样,根据你已有的经验,可能是什么不一样?如何来验证?
引入科学史2:英国医生吉尔伯特的研究及其他的专著《论磁石》.
设计意图:关于电荷间的作用规律,学生小学就已经学过,所以此处得出结论不是最关键,而是在思维层面上引导学生从对磁的了解迁移到能设计实验,研究电荷间相互作用规律.在设计实验方案和动手实验过程中能积极参与讨论,并发表自己的见解,形成科学探究的基本习惯.并初步形成勇于探索的科学态度.从而进一步明确建构电荷间相互作用规律的物理观念.
学生活动:
(1)分别用餐巾纸摩擦后的两根吸管(吸管电),将其中一根放在支架上,手持另一根靠近(摩擦后的两端靠近,不要接触),观察现象并记录.
(2)分别用毛皮摩擦后的两根橡胶棒(橡胶电),重复上述实验.
(3)分别用丝绸摩擦后的两根玻璃棒(玻璃电),重复上述实验.
(4)用摩擦后的不同种物体,如将丝绸摩擦后的玻璃棒放在支架上,用橡胶电靠近,观察现象并记录;再把餐巾纸摩擦后的吸管放在支架上,分别用橡胶电和玻璃电靠近,观察现象并在活动单上的横线“?”处填“吸引”或 “排斥”,如图3所示.
设计意图:学生通过实验设计和实际操作,观察现象并记录,从中发现规律.实验方案的提出是师生共同探讨完善的,通过实验探究或验证规律,给学生探究学习的机会,这样有利于培养学生收集、处理信息并能够基于证据进行解释形成初步结论的能力.
引入科学史3: 法国物理学家杜菲在电的研究方面的突出贡献,及杜菲提出的两种电荷.
提出问题:自然界只有两种电荷吗?为什么只有两种电荷?你依据什么来推理出没有第三种电荷?
设计意图:让学生结合已有的经验即电荷间相互作用的规律,进行思考与回答,教师加以适当引导与点评.引导学生回答出“没有发现对上述两种电荷都排斥或都吸引的电荷”.学生基于证据与逻辑,提出自己的见解,呈现出一种严谨的逻辑关系.对新的观点提出质疑,尝试推理和论证,这是一种批判性思维,是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华,指向物理观念,也是进行科学态度的教育.
任务三 探本质
问题:自然界只有两种电荷,且同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,那么物体为什么在摩擦的时候能够带上电呢?电从哪儿来呢?
学生活动:
看视频,收集信息,建构原子结构模型;思考讨论摩擦起电的原因.
学生通过小磁石来建构模型,用模型演示解释得失电子的过程并解释摩擦起电的原因.
设计意图:科学思维是从科学的视角对客观事物本质属性、内在规律及相互关系的认识方式.体现在:以经验事实为基础建构模型的抽象概括过程.模型建构是科学核心素养中科学思维的要素之一,学生通过教材和视频收集信息,在思考探究过程中,明确让学生经历模型建构与应用的过程,使思维教学显性化,能够培养学生建模的思想和方法,发展思维能力.通过对静电现象的认知,体会透过现象看本质的科学过程,从宏观到微观,知道摩擦起电的本质,进一步确立电荷守恒思想,进行知识迁移,知道电荷守恒定律是自然界基本规律之一(物理观念).此处教学要求不宜过高,但可以引导学生体会科技发展对科学发现的推动作用(科学态度与责任).
任务四 系生活
小结并通过交流和讨论,引导学生思考静电对生活的影响,以及静电的利用和防范.
设计意图:教学内容的知识结构以板书形式呈现,如图4所示.可以帮助学生回顾所学知识,将点状散存的知识结构化系统化.然后通过分析生活中的静电现象,形成崇尚科学应用于生活的责任感.生活即科学,让学生感受科学的魅力,进一步激发学习电的兴趣,并受到科学态度与责任的熏陶,真正从知识课堂走向素养课堂.
5 结语
学习的过程本质上就是学习者在真实情境中对未知领域的探求过程.教师要深刻理解核心素养的内涵,如科学思维不仅是学习科学应必备的关键能力,也是适应现代社会发展的核心思维方式,而且可以迁移到其他领域,是科学课程核心素养的核心.以实验为基础,以探究为方式,以思维为核心,注重渗透科学观念和科学态度与责任.在课堂教学设计之初,就在头脑中想好基于核心素养的教学目标,这意味着你知道要去哪里,从而能够更好地知道如何带领孩子们实践和思考.在课堂教学过程中,通过层层递进的任务设计,不断设问,使学生经历像科学家一样的思考与解决问题过程,同时推动自主、合作、探究不断深入,使核心素养目标在课堂中更好地实现.
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(收稿日期:2021-03-02)